一种基于电桥的变压器油油气测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电桥的变压器油油气测量系统及方法，包括具有变压器油的油容器；还包括红外光源

【技术实现步骤摘要】
一种基于电桥的变压器油油气测量系统及方法


[0001]本专利技术涉及变压器油测量
，尤其涉及一种基于电桥的变压器油油气测量系统及方法
。

技术介绍

[0002]现有测量变压器油中气体的浓度的方法主要为气相色谱及光声光谱技术
。
然而，这两种技术中，都需要将变压器油中的气体从油中脱出来，这样，就需要特殊的脱气装置；然后再通过气相色谱仪或者光声光谱仪进行测量
。
[0003]具体测量时，气相色谱仪需要标气及载气，同时色谱柱还需要定期更换及定标，过程繁琐；光声光谱技术需要每次测量前对光声池进行清洗后才能对气体的浓度进行测量，否则误差比较大，操作不便
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一
。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种基于电桥的变压器油油气测量系统，包括具有变压器油的油容器；还包括红外光源
、
会聚镜
、
滤光片
、
热敏电阻一
、
热敏电阻二
、
电桥电路
、
信号采集模块和控制装置；
[0006]所述红外光源
、
会聚镜
、
滤光片
、
电桥电路和信号采集模块分别设在油容器的外部，
[0007]所述热敏电阻一和热敏电阻二分别设在油容器的变压器油内，
[0008]所述红外光源用于发出光束，依次经过会聚镜和滤光片，再入射到热敏电阻一，
[0009]所述热敏电阻一和热敏电阻二分别通过导线连接电桥电路，所述电桥电路连接信号采集模块；
[0010]所述信号采集模块连接控制装置，所述控制装置用于计算待测气体的浓度
。
[0011]所述滤光片的透射率最高的波长为待测气体的吸收峰波长
。
[0012]在垂直方向上，所述热敏电阻一和热敏电阻二分别设在油容器中变压器油的中间位置
。
[0013]所述热敏电阻一和热敏电阻二之间的距离大于
5mm。
[0014]所述热敏电阻一的内部呈空心状
。
[0015]所述油容器为开口式
。
[0016]所述油容器为密闭式
。
[0017]一种基于电桥的变压器油油气测量方法，包括：
[0018]首先，将不同浓度的待测气体混入变压器油中，制成不同的标样；
[0019]其次，通过红外光源发出光束经会聚镜和滤光片后，进入不同标样的变压器油中；
[0020]然后，观察电桥电路中电压的变化，待电压稳定，记录每种待测气体浓度对应的电压值，从而获得待测气体浓度和电压的关系式；
[0021]最后，通过待测气体和电压的关系式测量未知浓度的待测气体
。
[0022]本专利技术在工作中，红外光源即热辐射光源发出的光束经过会聚镜后会聚成一束平行光束，经过一滤光片后，进入变压器油中，入射到热敏电阻一的中心，热敏电阻一
、
二分别通过导线连接电桥电路，热敏电阻一作为电桥电路的待测臂，由信号采集系统采集电桥信号大小
。
热敏电阻二为参考电阻，目的是为了消除变压器油受环境温度变化的影响
。
控制装置内置数据处理系统，通过接收信号，进而计算待测气体的浓度
。
[0023]本专利技术操作方便，成本低
。
附图说明
[0024]图1为本专利技术中红外光源和油容器的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术的原理框图；
[0026]图中1是变压器油，2是油容器，3是红外光源，4是会聚镜，5是滤光片，6是热敏电阻一，7是热敏电阻二
。
具体实施方式
[0027]下面结合附图对本申请作进一步描述
。
以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围
。
[0028]本专利技术如图1‑2所示，一种基于电桥的变压器油油气测量系统，包括具有变压器油1的油容器2；还包括红外光源
3、
会聚镜
4、
滤光片
5、
热敏电阻一
6、
热敏电阻二
7、
电桥电路
、
信号采集模块和控制装置；
[0029]所述红外光源
、
会聚镜
、
滤光片
、
电桥电路和信号采集模块分别设在油容器的外部，
[0030]所述热敏电阻一和热敏电阻二分别设在油容器的变压器油内，
[0031]所述红外光源用于发出光束，依次经过会聚镜和滤光片，再入射到热敏电阻一；其中，会聚镜的作用是会聚红外光源的光进入变压器油中，滤光片的作用是选择待测气体所对应的吸收波长的透过滤光片，其他波长的光全部被滤光片过滤掉，不会进入变压器油中
。
[0032]所述热敏电阻一和热敏电阻二分别通过导线连接电桥电路，所述电桥电路连接信号采集模块；
[0033]所述信号采集模块连接控制装置，所述控制装置用于计算待测气体的浓度
。
[0034]本专利技术在工作中，红外光源即热辐射光源发出的光束经过会聚镜后会聚成一束平行光束，经过一滤光片后，进入变压器油中，入射到热敏电阻一的中心，热敏电阻一
、
二分别通过导线连接电桥电路，热敏电阻一作为电桥电路的待测臂，由信号采集系统采集电桥信号大小
。
热敏电阻二为参考电阻，目的是为了消除变压器油受环境温度变化的影响
。
[0035]控制装置内置数据处理系统，通过接收信号，进而计算待测气体的浓度
。
[0036]本专利技术中待测气体吸收红外光源后，会使此处变压器油的温度升高，温度变化后，热敏电阻一就会发生变化，可以通过电桥来测量热敏电阻一的变化
。
[0037]但考虑温度变化也可能会来自外部环境的温度变化，该温度变化需要消除，则采用热敏电阻二专门监测外界环境温度变化，该热敏电阻二只监测外部环境引起的温度变化，这样，电桥电路输出的电压变化就只由待测气体吸收红外光源后产生的温度变化引起
。
[0038]具体地，由量子理论可知，气体分子跃迁时不是吸收或发射任意频率的光子，需要满足能级跃迁规则：
[0039]Δ
E
＝
E2‑
E1＝
hv(1)
[0040]其中，
Δ
E
为分子吸收的能量，
E1、E2代表能级跃迁前后分子的能量，
v
是光子频率，
h
表示普朗克常数
。
式
(1)
可称为光子被气体吸收所需要满足的基本条件
。
光谱学吸收理论的基本规律之一，便是介质
(
此处为气体分子
)
对光...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于电桥的变压器油油气测量系统，包括具有变压器油的油容器；其特征在于，还包括红外光源
、
会聚镜
、
滤光片
、
热敏电阻一
、
热敏电阻二
、
电桥电路
、
信号采集模块和控制装置；所述红外光源
、
会聚镜
、
滤光片
、
电桥电路和信号采集模块分别设在油容器的外部，所述热敏电阻一和热敏电阻二分别设在油容器的变压器油内，所述红外光源用于发出光束，依次经过会聚镜和滤光片，再入射到热敏电阻一，所述热敏电阻一和热敏电阻二分别通过导线连接电桥电路，所述电桥电路连接信号采集模块；所述信号采集模块连接控制装置，所述控制装置用于计算变压器油中待测气体的浓度
。2.
根据权利要求1所述的一种基于电桥的变压器油油气测量系统，其特征在于，所述滤光片的透射率最高的波长为待测气体的吸收峰波长
。3.
根据权利要求1所述的一种基于电桥的变压器油油气测量系统，其特征在于，在垂直方向上，所述热敏电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈静，王淑慧，吴昊，钱雨峰，朱丹，包正楷，王菲，夏实秋，周照宇，马嘉树，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：